Бесплатный подбор врача по Москве и Московской области. Телефон Call центра +7 (499) 519-32-44
Три причины, по которым COVID-19 может вызвать тихую гипоксию

Три причины, по которым COVID-19 может вызвать тихую гипоксию

Просмотров: 27

Ученые все еще решают многие загадочные аспекты того, как новый коронавирус поражает легкие и другие части тела. Одна из самых больших и опасных для жизни загадок заключается в том, как вирус вызывает «тихую гипоксию», состояние, когда уровень кислорода в организме ненормально низок, что может непоправимо повредить жизненно важные органы, если слишком долго оставаться незамеченным. Теперь, благодаря компьютерным моделям и сравнениям с реальными данными пациентов, биомедицинские инженеры Бостонского университета и сотрудники Университета Вермонта начали разгадывать эту тайну.

Несмотря на опасно низкий уровень кислорода, многие люди, инфицированные тяжелыми случаями COVID-19, иногда не проявляют никаких симптомов одышки или затрудненного дыхания. Способность гипоксии незаметно наносить урон — вот почему она была названа «тихой». У пациентов с коронавирусом считается, что инфекция сначала повреждает легкие, делая их части неспособными нормально функционировать. Эти ткани теряют кислород и перестают работать, больше не насыщая кровоток кислородом, вызывая тихую гипоксию. Но как именно происходит этот эффект домино, до сих пор не было ясно.




«Мы не знали, [как это] было физиологически возможно», — говорит Бела Суки, профессор биомедицинской инженерии и материаловедения и инженерии в Бостонском Университете, один из авторов исследования. Некоторые пациенты с коронавирусом испытали то, что некоторые эксперты описали как уровень кислорода в крови, который «несовместим с жизнью.» Тревожно, говорит Суки, что многие из этих пациентов практически не проявляли никаких признаков аномалий при сканировании легких.

Чтобы помочь докопаться до сути того, что вызывает тихую гипоксию, биоинженеры Бостонского Университета использовали компьютерное моделирование, чтобы проверить три различных сценария, которые помогают объяснить, как и почему легкие перестают насыщать кислородом кровь. Их исследование, опубликованное в журнале Nature Communications, показывает, что тихая гипоксия, скорее всего, вызвана комбинацией биологических механизмов, которые могут одновременно возникать в легких пациентов с COVID-19, по словам биомедицинского инженера Якоба Херрманна, научного сотрудника лаборатории Суки и ведущего автора нового исследования.

Вам может быть интересно:  Квантовая медицина 21 столетия

В норме легкие выполняют жизнеобеспечивающую функцию газообмена, обеспечивая кислородом каждую клетку тела при вдохе и избавляя нас от углекислого газа при каждом выдохе. Здоровые легкие поддерживают уровень кислорода в крови между 95 и 100 процентами — если он опускается ниже 92 процентов, это вызывает беспокойство, и врач может назначить дополнительный кислород. (В начале пандемии коронавируса, когда врачи впервые начали бить тревогу по поводу тихой гипоксии, оксиметры слетели с полок магазинов, поскольку многие люди, обеспокоенные тем, что им или членам их семей, возможно, придется выздоравливать от более легких случаев коронавируса дома, хотели иметь возможность контролировать уровень кислорода в крови.)

Исследователи сначала изучили, как COVID-19 влияет на способность легких регулировать направление крови. Обычно, Если области легких не собирают много кислорода из-за повреждения от инфекции, кровеносные сосуды сжимаются в этих областях. На самом деле это хорошо, что наши легкие эволюционировали, потому что это заставляет кровь течь через легочную ткань, насыщенную кислородом, который затем циркулирует по всему остальному телу.

Но, по словам Херрманна, предварительные клинические данные свидетельствуют о том, что легкие некоторых пациентов с COVID-19 потеряли способность ограничивать приток крови к уже поврежденным тканям и, напротив, потенциально открывали эти кровеносные сосуды еще больше — и это то, что трудно увидеть или измерить на компьютерной томографии.

Используя вычислительную модель легких, Херрманн, Суки и их команда проверили эту теорию, показав, что для того, чтобы уровень кислорода в крови упал до уровня, наблюдаемого у пациентов с COVID-19, кровоток действительно должен быть намного выше нормы в тех областях легких, которые больше не могут собирать кислород, что, по их словам, способствует низкому уровню кислорода во всем теле.

Вам может быть интересно:  Выживаемость пожилых пациентов с COVID-19 может быть улучшена

Затем они рассмотрели, как свертывание крови может влиять на кровоток в различных областях легких. Когда слизистая оболочка кровеносных сосудов воспаляется от инфекции COVID-19, внутри легких могут образоваться крошечные сгустки крови, слишком маленькие, чтобы их можно было увидеть на медицинском сканировании. Они обнаружили, используя компьютерное моделирование легких, что это может вызвать тихую гипоксию, но одного этого, вероятно, недостаточно, чтобы вызвать снижение уровня кислорода до уровня, наблюдаемого у данных пациентов.

Наконец, исследователи использовали свою компьютерную модель, чтобы выяснить, влияет ли COVID-19 на нормальное соотношение потока воздуха и крови, необходимое легким для нормального функционирования. Этот тип несоответствия соотношения воздуха и кровотока происходит при многих респираторных заболеваниях, таких как астма, говорит Суки, и это может быть возможным фактором тяжелой, тихой гипоксии, которая наблюдалась у пациентов с COVID-19. Их модели предполагают, что для того, чтобы это было причиной тихой гипоксии, несоответствие должно происходить в тех частях легкого, которые не кажутся поврежденными или ненормальными при сканировании легких.

В целом их результаты свидетельствуют о том, что комбинация всех трех факторов, вероятно, ответственна за тяжелые случаи низкого содержания кислорода у некоторых пациентов с COVID-19. Имея лучшее понимание этих основных механизмов и того, как их комбинации могут варьироваться от пациента к пациенту, клиницисты могут сделать более информированный выбор в отношении лечения пациентов с использованием таких мер, как вентиляция легких и дополнительный кислород. В настоящее время изучается ряд вмешательств, в том числе низкотехнологичное вмешательство под названием «лежачее положение», которое переворачивает пациентов на живот, позволяя задней части легких втягивать больше кислорода и выравнивать несоответствующее соотношение воздуха и крови.

«Разные люди по-разному реагируют на этот вирус», — говорит Суки. Для клиницистов, говорит онп, крайне важно понять все возможные причины, по которым у пациента может наблюдается низкий уровень кислорода в крови, чтобы они могли принять решение о правильной форме лечения, включая лекарства, которые могут помочь сжать кровеносные сосуды, разрушить тромбы или исправить несоответствующее соотношение воздуха и кровотока.

Вам может быть интересно:  Потенциальные защитные эффекты антител к COVID-19

Источник: Boston University

Новый метод гормональной терапии перед ЭКО